Рідинне тертя

Рідинне тертя реалізується за умови, коли поверхні тіл, що сполучаються, повністю розділені плівкою мастильного матеріалу, що сприймає прикладене нормальне навантаження. При цьому, на відміну від сухого і граничного тертя, виключається безпосередня взаємодія нерівностей спряжених поверхонь тертя, а контакт твердих тіл є суцільним і характеризується номінальною площею. Природа рідинного тертя єдина і обумовлена затратами енергії на передачу кількості руху між шарами мастильного матеріалу, властивості якого визначають силу тертя. При рідинному терті спостерігається переміщення мастильного матеріалу у напрямі ковзання, тиск і температура розподілені по контактній поверхні більш рівномірно, ніж при інших видах тертя (рисунок 4.3), що і забезпечує менш інтенсивне руйнування поверхонь тертя. Необхідною умовою існування рідинного тертя є розділення тіл, що труться, шаром мастильного матеріалу, товщина якого перевищує сумарну висоту найбільш високих нерівностей спряжених поверхонь. Товщина плівки залежить від в’язкості змащувального матеріалу, величини і часу дії навантаження, між елементами трибоспряження, і геометрії цих елементів.

Опір відносному переміщенню тіл при рідинному терті визначається опором суміжних шарів рідині зсуву. Згідно закону Ньютона, сила тертя

, (4.1)

де - динамічна в’язкість рідини;

- градієнт швидкості руху рідини в зазорі між тілами, що труться, по нормалі до вектора швидкості;

S – площа зсуву.

Цей закон справедливий для "ньютонівських" рідин, в'язкість яких
не залежить від градієнта швидкості. До них відносяться змащувальні масла, якщо вони не охолоджені до низьких температур і не загущені полімерними присадками. Слід зазначити, що залежно від умов навантаження одині той же змащувальний матеріал може бути як ньютонівською, так і неньютонівською (бінгамовською, дилатантною, псевдопластичною) рідиною, рідина, що підкоряється закону Ньютона в статичних умовах навантаження і при малих швидкостях, може проявляти в’язкопружні властивості при ударних навантаженнях і високих швидкостях.

Залежно від способу створення тиску в мастильному шарі, що зрівноважує зовнішнє навантаження, розрізняють гідростатичне, гідродинамічне і еластогідродинамічне мащення.